JP2015113747A - 熱交換器用ファンモータの冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却水を用いて効果的に熱交換器用ファンモータを冷却し、エンジンに近接した熱交換器用ファンモータの耐久性を向上する。
【解決手段】熱交換器用のファン1aのモータケーシング１の外周に接触して、冷却配管を懸回し、その冷却配管に冷却水３を流通させるようにしたため、モータの冷却に冷却水３を使うため、通常の空冷ファンによるモータの冷却に比べて、冷却効率が高く、従来よりもモータの耐久性を向上することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、主として自動車用熱交換器のファンモータの冷却装置に関する。

車両のボンネット前端には、エンジン冷却水冷却用のラジエータやカーエアコン用のコンデンサが配置され、その裏面側にモータによって駆動されるファンが配置されている。そのファンの後方にはエンジンが配置され、その排気管が近接する。その排気管によって、ファンモータが加熱されると定格能力を発揮することができない。
そこで、ファンモータの後端部には空冷用のモータ冷却ファンが内装されている。

特開２０１２−２０２３６６号公報

車両に用いられる熱交換器用ファンモータは、エンジンルーム内で排気管の影響を受けその寿命が短くなる傾向にある。
それを避けるため、ファンモータとエンジンの排気管との間隔を広くとる必要があり、エンジンルーム内を有効に活用できない欠点がある。
そこで、本発明は冷却水を用いて効果的にファンモータを冷却できるファンモータの冷却装置を提供することを課題とする。

請求項１に記載の本発明は、熱交換器用のファン(1a)のモータケーシング(1)外周に接触して、水冷配管(2)を懸回し、その水冷配管(2)に冷却水(3)を流通させたことを特徴とする熱交換器用ファンモータの冷却装置である。

請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の熱交換器用ファンモータの冷却装置において、
熱交換器用ファンのモータの後端側にエンジンの排気管(4)が近接したものであって、そのファンモータの後端に配置されたエンドキャップ(5)に水冷配管(2)を接触して懸回し、その水冷配管(2)に冷却水(3)を流通させたことを特徴とする熱交換器用ファンモータの冷却装置である。

請求項３に記載の本発明は、請求項１または請求項２に記載の熱交換器用ファンモータの冷却装置において、
前記第１の冷却水(3)が前記ファンモータのモータケーシング(1)を流通して循環する第１冷却水回路(7)と、
気液二相状態の冷媒(8)がコンプレッサ (9)、コンデンサ(10)、膨張弁(11)またはキャピラリーチューブ（以下、またはキャピラリーチューブを省略する）、エバポレータ(12)を循環する冷媒回路(13)と、
第２の冷却水(3)が前記エバポレータ(12)を通り、前記冷媒(8)との間で熱交換して、冷却された冷却水を水冷式冷房装置(14)に流通させる第２冷却水回路(15)と、
を具備し、
前記第１の冷却水(3)は、前記コンデンサ(10)を流通して、前記冷媒(8)を冷却することを特徴とする熱交換器用ファンモータの冷却装置である。

請求項４に記載の本発明は、請求項３に記載の熱交換器用ファンモータの冷却装置において、
前記コンプレッサ(9)のケーシング(9a)の表面に、前記コンデンサ(10)、エバポレータ(12)を取付けると共に、コンプレッサ(9)の内部と、前記膨張弁(11)を含み、コンデンサ(10)およびエバポレータ(12)との冷媒回路を予め接続し、一体化しておくことにより、冷媒回路のフリーメンテナンスを実現し、
後に、前記コンデンサ(10)、エバポレータ(12)の外面に設けた冷却水の出入口と、水冷式冷房装置(14)および他の機器との冷却水配管の接続を行えるように構成したことを特徴とする熱交換器用ファンモータの冷却装置である。

請求項５に記載の本発明は、請求項１〜請求項４に記載の熱交換器用ファンモータの冷却装置において、
冷却水として自動車用エンジン冷却水を用い、前記ファンモータが自動車用ラジエータまたはそのサブラジエータに使用されるものである熱交換器用ファンモータの冷却装置である。

本発明の熱交換器用ファンモータの冷却装置は、熱交換器用のファンのモータケーシング(1)外周に接触して、水冷配管(2)を懸回し、その水冷配管(2)に冷却水(3)を流通させたものである。そして、モータの冷却に水を使うため、通常の空冷ファンによるモータの冷却に比べて、冷却効率が高く、従来よりもモータの耐久性を向上することができる。

上記構成に加えて、請求項２に記載の発明のように、モータの後端側にエンジンの排気管(4)が近接したものであって、そのモータの後端のエンドキャップ(5)に水冷配管を接触して懸回し、それに冷却水(3)を流通させた場合には、加熱し易いモータの後端を効率的に冷却することができる。それにより、モータと排気管(4)との離間距離を通常より近接することが可能となり、エンジンルーム内をコンパクトにすることができる。

上記構成に加えて、請求項３に記載のように、第１の冷却水(3)をファンモータのモータケーシング(1)、ラジエータ(6)を流通させる第１冷却水回路(7)と、
冷媒(8)をコンプレッサ (9)、コンデンサ(10)、膨張弁(11)、エバポレータ(12)を流通させる冷媒回路(13)と、
第２の冷却水(3)をエバポレータ(12)で冷媒(8)と熱交換して、冷却させた冷却水を水冷式冷房装置(14)に流通させる第２冷却水回路(15)とを設け、
前記第１冷却水(3)を、前記コンデンサ(10)に流通して、冷媒(8)を冷却するように構成した場合には、コンプレッサを介して冷媒を圧縮するため、モータの効率的な冷却と共に、装置の冷房能力を向上できる。

上記構成において、請求項４に記載のように、前記コンプレッサ(9)の表面に、前記コンデンサ(10)、エバポレータ(12)を取付け、コンプレッサ(9)の内部と、コンデンサ(10)およびエバポレータ(12)との冷媒回路を予め接続して冷媒回路のフリーメンテナンスを実現した場合には、装置全体の設置が容易で、故障しにくいものとなる。

上記構成において、請求項５に記載のように、冷却水として自動車用エンジン冷却水を用い、前記ファンモータが自動車用ラジエータまたはそのサブラジエータに使用される場合には、自動車のエンジンルーム内の小スペースで、ファンモータを効率よく冷却できる。

本発明の熱交換器用ファンモータの冷却装置のブロック図。 同冷却装置に用いられるコンデンサ10とエバポレータ12と膨張弁11との関係を示すものであり、（Ａ）はその正面図、（Ｂ）は右側面図、（Ｃ）は左側面図。 同冷却装置の説明図。 同ファンモータの冷却構造の第１実施例を示す説明図であって、（Ａ）はその正面図、（Ｂ）はその側面図。 同ファンモータの冷却構造の第２実施例を示す説明図であって、（Ａ）はその正面図、（Ｂ）はその側面図。

次に、図面に基づいて本発明の実施の形態につき説明する。
本発明は、図３に示す如く、ラジエータ23の背面側にファン1aを有するモータケーシング１が配置され、そのモータケーシング１の外周に一例として図４（Ａ）に示す如く冷却配管２が懸回されている。このモータケーシング１には図示しないモータが内装されている。なお、図４（Ｂ）の例は、そのモータケーシング１のエンドキャップ５の外周に冷却配管２を配置したものである。なお、図４の（Ａ）の冷却配管に加えて、図４（Ｂ）の冷却配管を配置することもできる。そしてその冷却配管２にサブラジエータ６の冷却水３（ＬＬＣ）が流通する。それにより、モータケーシング１の外周を冷却し、ファンモータをエンジンの排気管４の加熱から保護する。それにより、ファンモータの寿命を延ばすと共に、排気管４とモータケーシング１との間隔を縮小して、エンジンルーム内のスペースを有効に活用することができる。

この例では、ラジエータ23の他にサブラジエータ６が設けられ、そのコアに対向してサブラジエータ用のファン1aが設けられている。そして、そのサブラジエータ６により冷却された冷却水３がラジエータ23に対向したファン1aのモータケーシング1の外周を冷却するものである。その冷却水３は、ウォーターポンプ24，コンデンサ10を介して第１冷却水回路７を循環する。

コンデンサ10は、エバポレータ12と共にコンプレッサ９のケーシング9aに図２の如く固定されている。この例では、コンプレッサ９のケーシング9aは断面方形の筒状に形成され、その一側面にコンデンサ10及びエバポレータ12が取付けられている。そしてコンプレッサ９の内部とコンデンサ10及びエバポレータ12とが冷媒出口17及び冷媒入口18で連結されると共に、コンデンサ10とエバポレータ12との間が膨張弁11を介して連結パイプ20により連結されている。コンデンサ10及びエバポレータ12の外面には、それぞれ冷却水入口21，冷却水出口22が開口し、それが図１における第1冷却水回路7と第2冷却水回路15とに配管を介して連結される。

この例では、コンプレッサ９のケーシング9aとコンデンサ10とエバポレータ12とは予め一体的に固定されている。そしてそれらが一体にエンジンルーム内に配置され、そのコンデンサ10とエバポレータ12との各冷却水入口21，冷却水出口22が配管により第１冷却水回路７及び第２冷却水回路１５に、図１の如く、連結される。そして冷媒回路の故障時には、それらコンプレッサ９、ケーシング9a、コンデンサ10、エバポレータ12が一体的に着脱されて、その点検修理がされる。そのため、冷媒回路の装置全体の主要部分は現場ではフリーメンテナンスとなる。

この図１の例では、ラジエータ23用のモータケーシング１の外周にサブラジエータ６の冷却水３が流通すると共に、その冷却水３がコンデンサ10内を流通して循環する。このコンデンサ10は、一例として多板型のものであり、偏平な冷却水流路と冷媒流路とが交互に配置され、その冷媒流路に冷媒8が流通する。その冷媒回路13は、コンデンサ10と膨張弁11とエバポレータ12とコンプレッサ９とを循環する。このコンプレッサ９は、図２においてはその一端に従動プーリ19が設けられ、その従動プーリ19が図示しないベルトを介して駆動プーリに連結される。

次に、エバポレータ12はコンデンサ10と同様の構造からなり、その偏平な冷却水路に第2冷却水回路15の冷却水３が流通し、冷媒流路に冷媒８が流通する。この例では、第２冷却水回路15に水冷式冷房装置14が配置されている。そしてファン1aにより、冷却風が車内に供給される。
なお、冷媒回路13に方向変更弁16設けることにより、冷媒8の流通方向を逆転させることができる。それによって、エバポレータ12はコンデンサ10となり、コンデンサ10はエバポレータ12となる。すると、水冷式冷房装置14は冷暖兼用となる。

なお、図３の例では、第２冷却水回路15内に蓄熱槽25が配置されている。

１ モータケーシング
1a ファン
２ 冷却配管
３ 冷却水
４ 排気管
５ エンドキャップ
６ サブラジエータ
７ 第１冷却水回路
８ 冷媒

９ コンプレッサ
9a ケーシング
10 コンデンサ
11 膨張弁
12 エバポレータ
13 冷媒回路
14 水冷式冷房装置
15 第２冷却水回路
16 方向変更弁

17 冷媒出口
18 冷媒入口
19 従動プーリ
20 連結パイプ
21 冷却水入口
22 冷却水出口
23 ラジエータ
24 ウォーターポンプ
25 蓄熱槽

Claims (5)

1. 熱交換器用のファン(1a)のモータケーシング(1)外周に接触して、水冷配管(2)を懸回し、その水冷配管(2)に冷却水(3)を流通させたことを特徴とする熱交換器用ファンモータの冷却装置。
2. 請求項１に記載の熱交換器用ファンモータの冷却装置において、
   熱交換器用のファンモータの後端側にエンジンの排気管(4)が近接したものであって、そのファンモータの後端に配置されたエンドキャップ(5)に水冷配管(2)を接触して懸回し、その水冷配管(2)に冷却水(3)を流通させたことを特徴とする熱交換器用ファンモータの冷却装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の熱交換器用ファンモータの冷却装置において、
   前記第１の冷却水(3)が前記ファンモータのモータケーシング(1)を流通して循環する第１冷却水回路(7)と、
   気液二相状態の冷媒(8)がコンプレッサ (9)、コンデンサ(10)、膨張弁(11)またはキャピラリーチューブ（以下またはキャピラリーチューブを省略する）、エバポレータ(12)を循環する冷媒回路(13)と、
   第２の冷却水(3)が前記エバポレータ(12)を通り、前記冷媒(8)との間で熱交換して、冷却された冷却水を水冷式冷房装置(14)に流通させる第２冷却水回路(15)と、
   を具備し、
   前記第１の冷却水(3)は、前記コンデンサ(10)を流通して、前記冷媒(8)を冷却することを特徴とする熱交換器用ファンモータの冷却装置。
4. 請求項３に記載の熱交換器用ファンモータの冷却装置において、
   前記コンプレッサ(9)のケーシング(9a)の表面に、前記コンデンサ(10)、エバポレータ(12)を取付けると共に、コンプレッサ(9)の内部と、前記膨張弁(11)を含み、コンデンサ(10)およびエバポレータ(12)との冷媒回路を予め接続し、一体化しておくことにより、冷媒回路のフリーメンテナンスを実現し、
   後に、前記コンデンサ(10)、エバポレータ(12)の外面に設けた冷却水の出入口と、水冷式冷房装置(14)および他の機器との冷却水配管の接続を行えるように構成したことを特徴とする熱交換器用ファンモータの冷却装置。
5. 請求項１〜請求項４に記載の熱交換器用ファンモータの冷却装置において、
   冷却水として自動車用エンジン冷却水を用い、前記ファンモータが自動車用ラジエータまたはそのサブラジエータに使用されるものである熱交換器用ファンモータの冷却装置。

Images